Instrukcja do ćwiczenia nr 5

Strona 2

5.1. Przygotowanie zaprawy i wykonanie beleczek do badań wytrzymałościowych

Pobieranie i przygotowywanie próbek cementu do badania naleŜy wykonywać na

podstawie PN-EN 196-7:2008. W czasie odmierzania składników jest wymagana następująca
dokładność: waŜenie - do 1 g; odmierzanie wody - do 1,0 cm

(ml). Średnią próbkę laboratoryjną

przed wykonaniem oznaczania naleŜy zwaŜyć, zanotować masę i przesiać przez sito o boku oczka
kwadratowego 1 mm. Ewentualne grudki cementu rozciera się w palcach. NaleŜy zwaŜyć
pozostałość na sicie, zanotować masę i obliczyć pozostałość w procentach. Bada się przesiany
cement, który naleŜy umieścić w szczelnie zamkniętym naczyniu.

Warunki wykonywania badań. Oznaczania naleŜy wykonywać w pomieszczeniach

o temperaturze 20

2°C i wilgotności względnej minimum 50

. UŜywane przyrządy i surowce

(cement, woda, piasek) powinny mieć temperaturę pomieszczenia. Do oznaczeń naleŜy stosować
naczynia i przyrządy wykonane z materiałów niereagujących z cementem, zaczynem cementowym
i zaprawą. Wodę do badań pobiera się z sieci wodociągowej.

Wymagane urządzenia i przyrządy. Laboratorium powinno być wyposaŜone

w odpowiednią aparaturę pomiarowo-badawczą. Wykorzystywane do badań urządzenia i przyrządy
zostaną krótko scharakteryzowane. Kolejno są to:
mieszarka  laboratoryjna  z  przystawką  programową  i  urządzeniem  do  automatycznego  lub
ręcznego  sterowania  szybkością  obrotów;  zasadnicze  elementy  mieszarki  to:  miska  z  nierdzewnej
stali  i  pojemności  ok.  5 l;  obracające  się  mieszadło  wykonane  z  brązu,  dopasowane  kształtem  do
miski  (odległość  krawędzi  mieszadła  od  ściany  bocznej  miski  powinna  się  zawierać  w  zakresie
3

1 mm); obudowa przyrządu wraz z wbudowanym zbiornikiem na piasek (automatycznie

opróŜnianym) oraz silnik o regulowanej szybkości;
wstrząsarka z płytą stalową (stolikiem) do mocowania formy; częstotliwość wstrząsania: 1 wstrząs
na sekundę; wysokość podnoszenia płyty: 15

0,3 mm; po podniesieniu się na wymaganą

wysokość stolik powinien swobodnie opadać; całkowita masa płyty, pustej formy i nakładki:
20

0,5 kg; wskazane jest zamontowanie na wstrząsarce licznika; całkowita liczba wstrząsów

powinna wynosić 60 (przyrząd powinien się wyłączyć automatycznie);
forma  (rys.1.)  wykonana  ze  stali  nierdzewnej  o  minimalnej  twardości  200 HV,  oszlifowana
wewnątrz,  rozbieralna,  tworząca  3  poziome  przegródki  do  formowania  beleczek  o  przekroju
40

40 mm i długości 160 mm; kąty pomiędzy wszystkimi przylegającymi płaszczyznami formy

powinny być zbliŜone do 90°; przegrody powinny mieć grubość 10 mm; wszystkie elementy formy
powinny szczelnie przylegać do siebie;
klimatyzowane pomieszczenie (lub duŜy pojemnik do przechowywania form z zaprawą),
zapewniające utrzymanie

duŜej

wilgotności

powietrza (powyŜej 90

) i temperaturze 20,0 ± 1,0

pojemnik z wodą do przechowywania rozformowanych beleczek; na dnie powinien być
umieszczony nierdzewny ruszt; orientacyjnie pojemność naczynia powinna być taka, aby na jedną
objętość próbek wyrobów przypadały cztery objętości wody.

Rys.1. Forma do wykonywania normowych beleczek: a) widok ogólny; b) schemat i wymiary.

Instrukcja do ćwiczenia nr 5

Strona 3

Przygotowanie formy przeprowadza się przed kaŜdym kolejnym zaformowaniem beleczek.

Poszczególne  części  formy  powinny  zostać  dokładnie  oczyszczone,  a  następnie  zamontowane  na
podstawie  i  skręcone.  Podczas  skręcania  naleŜy  zastosować  środek  uszczelniający  naroŜa  (np.
gorąca  mieszanina  kalafonii  i  parafiny  w  proporcji  1:3).  Wewnętrzne  powierzchnie  formy  naleŜy
lekko zwilŜyć olejem mineralnym. Tak przygotowaną formę moŜna napełniać zaprawą.

Normową zaprawę do sporządzania beleczek wykonuje się według następujących

proporcji: 1 część cementu, 3 części piasku normowego i pół części wody (współczynnik wodno-
cementowy W/C = 0,5).

Normowy piasek jest z reguły pakowany w worki po 1350 g (jest to ilość wystarczająca na

wykonanie mieszanki na trzy beleczki). W związku z tym normowa zaprawa do wykonania trzech
beleczek (1 forma) składa się:

•

z 450 ± 2 g cementu;

•

1350 ± 5

normowego

piasku;

•

z 225 ± 1 cm

wody.

Kolejność wykonywanych czynności jest następująca: do miski mieszarki wlewa się wodę,

następnie wsypuje cement, a po wymieszaniu stopniowo dozuje piasek. Czynności te, czas ich
trwania i prędkość obrotu mieszadła zestawiono w tab. 1.0..

Tab.1. Czynności i ich czas podczas mieszania zaprawy.

Nazwa czynności

Prędkość obrotowa

mieszadła

Czas trwania

czynności, s

Mieszanie cementu z wodą

mała

Dozowanie piasku

mała

Mieszanie zaprawy

duŜa

Zebranie zaprawy przylepionej do ścianek
miski za pomocą skrobaka do środka miski

bez mieszania

Mieszanie zaprawy

duŜa

Przygotowanie beleczek. Przygotowaną według tego opisu formę naleŜy przymocować za

pomocą  uchwytów  do  płyty  wstrząsarki.  Z  przygotowanej  zaprawy  pobiera  się  pierwszą  z  dwóch
porcji (ok. 300 g) i wypełnia się nią poszczególne przegrody formy. Aby ułatwić napełnianie formy,
naleŜy stosować specjalne łopatki. UłoŜoną pierwszą warstwę rozgarnia się łopatką i zagęszcza na
wstrząsarce. Po zatrzymaniu wstrząsarki (60 wstrząsów) moŜna przystąpić do napełniania przegród
formy drugą warstwą zaprawy, a następnie ponownie uruchomić wstrząsarkę. Po zakończeniu tych
czynności zdjąć formę z nakładką ze wstrząsarki i usunąć nadmiar zaprawy ostrą metalową linijką
(stalową  płytką),  poruszaną  powoli  ruchem  tnącym  wzdłuŜ  formy  (prostopadle  do  beleczek),
wykonując  ruch  w  obie  strony.  Następnie  powierzchnię  zaprawy  wyrównuje  się  tą  samą  linijką,
trzymaną płasko.

Dojrzewanie beleczek. Formy ze świeŜą zaprawą naleŜy umieścić w szafie

klimatyzacyjnej. Formę z zaprawą przechowuje się w pozycji poziomej, tak aby wilgotne powietrze
miało swobodny dostęp do beleczek. Formę naleŜy od góry przykryć płytką szklaną lub stalową
(zapobiegającą wysychaniu).

Rozformowanie beleczek zaleŜy od terminu badania. Beleczki przeznaczone do badania po

24 h (co zdarza się stosunkowo rzadko) naleŜy rozformowywać na 20 min przed badaniem.
Natomiast beleczki przeznaczone do badania w innych terminach naleŜy rozformowywać po
20

24 h.

Rozformowane wyroby naleŜy w sposób trwały oznaczyć na górnej powierzchni i umieścić

w kąpieli wodnej o temperaturze 20

1°C w przygotowanym pojemniku. Beleczki naleŜy układać

na ruszcie oraz w pewnej odległości od siebie tak, aby zapewnić swobodny dostęp wody (odległości
między beleczkami, ścianą naczynia i lustrem wody powinny być większe od 5 mm). Beleczki
powinny przebywać w wodzie do czasu badania.

Instrukcja do ćwiczenia nr 5

Strona 4

5.2. Badanie konsystencji normowej zaczynu cementowego

Do badania konsystencji normowej wykorzystuje się mieszarkę laboratoryjną opisaną

w punkcie 5.1.
Będą równieŜ stosowane przyrządy:

•

waga o dokładności do 1 g;

•

cylinder pomiarowy do odmierzania objętości wody i dokładności 1

;

•

pierścień stoŜkowy wykonany z twardej gumy, tworzywa sztucznego lub brązu;

•

szklana płytka grubości min. 2,5 mm, słuŜąca jako denko do pierścienia;

•

aparat Vicata (rys. 1.1.) zaopatrzony w bolec.

Opis przyrządów i sposób ich przygotowania. WyposaŜenie aparatu Vicata, oprócz bolca

(

∅

0,05 mm), obejmuje równieŜ igłę (

∅

1,13

0,05 mm), stosowaną do pomiaru czasu

wiązania. Bolec i igła mają długość 50

1 mm. Powinny być wykonane ze stali nierdzewnej.

Masa ruchomej części przyrządu powinna wynosić 300 ± 1,0 g. Przygotowanie aparatu do

pomiaru polega na sprawdzeniu, czy trzonek opada swobodnie bez tarcia i zachowuje pionowy
kierunek.

Kolejną czynnością jest wyskalowanie aparatu. NaleŜy opuścić bolec powoli na szklaną

płytkę, która będzie uŜywana do pomiaru. W tym połoŜeniu na skali powinno widnieć wskazanie
zerowe. Jeśli tak nie jest, naleŜy odkręcić skalę dwoma mocującymi śrubami i odpowiednio ją
przesunąć w pionie.

Na rys.2. przedstawiono schematycznie najwaŜniejsze elementy składowe aparatu Vicata

Rys.2. Aparat Vicata: 1 - kołnierz bolca; 2 - trzonek; 3 - obejma statywu; 4 - skala; 5 - śruba zaciskowa;

6 - bolec; 7 - igła; 8 - pierścień; 9 - podstawa

Pierścień stoŜkowy powinien mieć kształt cylindryczny lub, co jest preferowane, kształt

stoŜka o głębokości (40,0 ± 0,2) mm i wewnętrznej średnicy (75 ± 10) mm..

Przebieg badania. Zaczyn cementowy o konsystencji normowej przygotowuje się z 500

1 g cementu oraz odpowiedniej ilości wody, wyznaczonej w sposób doświadczalny. Badania moŜna
przykładowo rozpocząć od 125 g (125 cm

) wody.

Na wstępie odwaŜony cement wsypuje się przez 5

10 s do wody znajdującej się w misce.

W momencie zakończenia wsypywania cementu naleŜy uruchomić stoper lub odnotować czas.

Miskę naleŜy następnie zamocować w mieszarce i włączyć silnik z małą prędkością na okres

90 s. Po tym czasie naleŜy mieszarkę zatrzymać na 15 s, zebrać ewentualny zaczyn przyczepiony
do ścianek miski, po czym ponownie uruchomić mieszarkę na małych obrotach równieŜ przez 90 s.

Instrukcja do ćwiczenia nr 5

Strona 5

Całkowity  czas  mieszania  powinien  wynosić  3  min.  MoŜna  stosować  równieŜ  inne  sposoby
mieszania  zaczynu  (np.  ręcznie),  pod  warunkiem  otrzymania  takich  samych  wyników  jak  przy
stosowaniu  opisanej  metody  z  mieszarką  laboratoryjną.  Po  zakończeniu  mieszania  naleŜy
niezwłocznie wykonać pomiar na przyrządzie Vicata.

W tym celu umieszczony na płytce pierścień naleŜy napełnić zaczynem z pewnym

nadmiarem, nie wykonując przy tym nadmiernych wstrząsów, ściąć nadmiar zaczynu ostrym
narzędziem, otrzymując w ten sposób gładką powierzchnię. Następnie pierścień z zaczynem
umieszcza się na podstawie przyrządu i ustawia trzonek przyrządu w takim połoŜeniu, aby koniec
bolca dotykał powierzchni zaczynu pośrodku pierścienia.

Pomiar na aparacie Vicata wykonuje się po upływie 4 min ± 10 s od zakończenia

wsypywania cementu do wody. Polega on na odkręceniu śruby zaciskowej 5 i umoŜliwieniu
swobodnego pogrąŜenia się bolca w zaczynie. Odczytu dokonuje się co najmniej po 5 s od ustania
zagłębiania się bolca.

W czasie pomiaru przyrząd nie moŜe ulegać wstrząsom. Zaczyn ma normową konsystencję

wówczas, gdy wskazanie na skali (odległość bolca od szklanej płytki) wynosi 6

2 mm.

W przypadku uzyskania innego wyniku badanie naleŜy powtórzyć, zmieniając ilość wody
w przygotowywanym zaczynie.

Wynik badania. W sprawozdaniu podaje się wyniki wszystkich przeprowadzonych prób.

Wynikami tymi są: odczytana odległość bolca od szklanej płytki oraz zawartość wody w zaczynie
cementowym. Zawartość wody naleŜy wyraŜać w procentach w stosunku do masy cementu.

Ostatecznym wynikiem badania jest procentowa zawartość wody w stosunku do masy

cementu zaczynu o normowej konsystencji. Wynik naleŜy zaokrąglić do 0,5

Grupa LP-……/zespół ……

Data……………

1. …………………………

2. …………………………

3. …………………………

4. …………………………

wiczenie 5

PRZYGOTOWANIE NORMOWYCH BELECZEK

I OZNACZANIE KONSYSTENCJI NORMOWEJ ZACZYNU CEMENTOWEGO

Rodzaj i klasa cementu: …………………………………..

Ilo

ść

wody

Ilo

ść

cementu

Odległo

ść

bolca od

płytki

Pomiar

Uwagi: ………………..………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………